数字模拟法研究坩埚锥角对VGF法GaAs单晶生长的影响

来源期刊：稀有金属2011年第4期

论文作者：王思爱 苏小平 张峰燚 丁国强 涂凡

文章页码：525 - 530

关键词：坩埚锥角;GaAs单晶;数字模拟;

摘    要：坩埚锥角是诱发VGF法GaAs单晶出现孪晶与多晶的重要因素之一,应用数值模拟的方法对其进行了研究与探讨,研究发现,在晶体生长的放肩阶段,坩埚锥角为60°,90°,120°3种情况下,晶体生长的固液界面均凹向熔体,随坩埚锥角α的增大,接触角θ变小,非均匀形核几率增加,易诱发孪晶和多晶。根据热量传输分析,在晶体生长的转肩阶段,随坩埚锥角α的增大,沿轴向传走的热量减小,径向传走的热量增加,增大了径向的温度梯度,造成凹的生长界面,导致三相点处过冷度的增加,也增大了孪晶及多晶产生的几率。而在等径生长部分由于远离了坩埚直径增加的区域,坩埚锥角对成晶率的影响较小。考虑到晶体生长的效率,为获得较长的等径部分,需要设计合适的坩埚锥角。选取了90°的坩埚锥角,模拟及实验均证实这一角度即能有效提高单晶成晶率,又能保证一定的晶体生长效率,并生长出直径4英寸的VGF GaAs单晶。